Re: Strombegrenzung für LIFEPO4 Akku und BMS

Knolles ELEKTRONIK Forum

Geschrieben von Theodor Wadelow am 21. April 2017 21:23:19:

Als Antwort auf: Re: Strombegrenzung für LIFEPO4 Akku und BMS geschrieben von Jens Hakken am 20. April 2017 23:40:05:

Hallo Jens,

> Das BMS vom LA gleicht die Zellen ab,hat einen extra Ladeport mit Überladungsschutz und eine 40 Ampere Schmelzsicherung, und eine Endladeschluss Abschaltung bei 30v.
> BA wird Komplett vom Motorcontroller überwacht und gleichzeitig nochmals über den "Bordcomputer" .
> Mein Gedanke zur Funktion war : LA und BA gleichzeitig zu verschalten.
> BA darf LA nicht Laden aber LA darf BA laden,da BA ja den Hauptstrom übernimmt und somit so viel wie möglich Unterstützung benötigt.
> LA darf max bis 20 Ampere belastet werden und bleibt bei der Fahrt immer an BA angeschlossen, da die Spannungsabschaltung einerseits das BMS übernimmt aber vorher eh der Motorcontroller und/oder "Bordcomputer" abschaltet. Ja das war eigentlich schon meine Vorstellung.

Sehr gut. Das macht auch dann Sinn, falls das Fahrzeug generativ Bremsen sollte (tut es das wirklich?) dann muß der aus dem Motorsteuergerät kommende Strom ja irgendwo hin.

> Deine Idee mit dem LTC4368 und 8 Mosfets gefällt mir , schaue mir das Datenblatt morgen Mal genauer an . Konnte da heute nur drüber fliegen.
Mir hat das auch keine Ruhe gelassen und ich möchte Dir wenigstens das Ergebnis meiner Simulationen mitteilen.
Ich habe als "Controller" den LTC4364 gefunden, ein "Surge-Stopper with Ideal Diode". Da ist die "Ideale Diode drin" und ich glaube eine Lösung für die Strombegrenzung gefunden zu haben.
das Problem bei den diversen LT/LTC43xx - MOSFET-Controllern ist nämlich daß die bei zu ghohem Strom abschalten statt den MOSFET so linear zu steuern daß der Strom auf 20 Ampere begrenzt bleibt.
Der praktische Test dieser Lösung steht aus und ich würde mich sehr freuen, wenn Du den machen kannst und hier über das Ergebnis berichten könntest.

Hier nun zuerst mein Schaltvorschlag mit dem LTC4364, Datenblätter hier: ht tp://www.linear.com/product/LTC4364
Batterie-Unterstützer DualBatt08 von Theodeor Wadelow

Zur Erlärung:
Meine Lösung würde den "FB"-Pin des LTC4364-2 (oder LTC4364-1, der braucht einen Manuellen Reset nach Überstrom) benutzen, mit dem normalerweise Überspannungen abgefangen werden. Wenn man hier ein Spannung von 1.275V (oder größer) anlegt, wird der Strom durch den MOSFET linear begrenzt, so daß an FB nurnoch 1.275V anliegen.
Wenn man den Strom am Strommeß-Shunt (2.4 Milliohm (!)) nun nochmal mit einem "Current-Sense"-Verstärker mißt, kann man statt auf Überspannungen auf Überströme reagieren.
Ein geeigneter Strommeß-Shunt wäre der LT6101 , ein hoffentlich ausreichend simples und billiges Bauteil. So wie gezeigt sollten dem LA nur max. ca. 19.6A entnommen werden.
Falls -wie auch immer- mehr als 20.8A fließen würden, würde der LTC4364 abschalten. Das Kriterium ist dabei "mehr als 50mV am Strommeßshunt R2". R2 kann als auf 50mV * 20A = 1.0 W dimensioniert werden; sicherheitshalber 2 Watt und gut ist.
Rückströme hinein in "LA" werden durch die Ideale-Dioden-Funktion des LTC4363 verhindert.
Ein Problem ist bei kleine Batteriespannungen an BA die nicht unerhebliche Verlustleistung an den MOSFETs Q1,Q3,Q5,Q7. Die wird vom LTC4364 am Pin "TMR" mehr oder weniger gemessen, ein Widerstand (R10) stellt ein wieviel Leistung erlaubt ist. Ich denke diese Einstellung hängt sehr von den Kühlmöglichkeiten der MOSFETs ab, wobei die vollisolierten IRFI3205 wie gesagt sowieso nur ca. 50W pro Stück abkönnen. Das ist auch derzeit der Wert, der mit R10=240k etwa erreicht wird, also 200W Verlustleistung gesamt, was auch den Berechnungen für Worst-Case BA leer und LA voll aus den letzten Posts entsprach.

Ich hoffe deinem Studium der Möglichkeiten nicht zu weit voraus gegriffen zu haben, aber das Problem lies mir keine wirkliche Ruhe.
Wenn Du das wirklich bauen willst, bin ich gerne bei der Planung der Ausführung behilflich. 20A und Milliohms für Shunt-Widerstände sind kein Pappenstiel. Kurz gesagt: Ich würde erst die Leistungshalbleiter und den Shunt unterbringen, und dann die "Logik" dazustricken. Ach, Q2,Q4,Q6,Q8 bedürfen fast keiner Kühlung, das sind die "Dioden-Transistoren" und die sind entweder ganz an oder ganz aus. Die simulierten maximalen Verlustleistungen gehen so in die Größenordnung von 150 mW pro Transistor, bei hohen Außentemperaturen und doppeltem RDs,on vielleicht das Vierfache aber kein ganzes Watt pro Transistor. Mit anderen Worten: Luft-Kühlung reicht wohl, denn das sind TO220-Gehäuse.

Ah, an ENOUT bekommst Du das Signal "Li-Ion-Batterie" kann Strom liefern und "_FLT" warnt kurz vor der Überstrom/Überlast-Abschaltung daß das bevorsteht.
Und Du kannst wenn erforderlich das Li-Ion-Pack abschalten indem Du "_SHDN" nach Masse ziehst. Darf aber auch einfach offen bleiben und gilt dann als "high" == immer an.
Das könnte zum Laden praktisch sein um das LA quasi Elektronisch vom Fahrzeug zu separieren. Wäre die Frage ob Du irgendwo ein Signal her bekommst daß "low" ist wenn der LA-Ladestecker steckt. Steckerschalter?

Ich würde hoffen, daß man diese Schaltung später für mehr LA-Packs einfach parallel schalten kann so daß die sich dann einen zunehmend größeren Teil des Ladestroms teilen. Ganz zum Schluß mit sechs LA-Packs für 120A muß dann allerdings vor dem Abklemmen des BA immernoch geklärt werden wo ggf. der Rückstrom vom Antrieb im generativen Betrieb hin kann.
-Theo

Antworten:

Knolles ELEKTRONIK Forum

| ©www.HobbyElektronik.de | ©Knolle_P | (©Oliver Pering) |